Ученые создают пространственно-временной кристалл из вращающегося кольца ионов Ученые создают пространственно-временной кристалл из вращающегося кольца ионов
 
Portal demokratizator развлекательно познавательный ресурс
Жизнь показывает абсурдность слова «никогда».
© Рената Литвинова
 
  Главная Регистрация Статистика Контакты RSS 2.0
   
 
 
Навигация
 
Топ новостей
 

 

   
Новости науки
  Автор: white, 13-05-2013, 09:16, просмотров: 720
Внимание! Данный материал, а именно «Ученые создают пространственно-временной кристалл из вращающегося кольца ионов» , предоставлен исключительно для ознакомления! Администрация не несет ответственности за его содержимое. Если Вы являетесь правообладателем какого-либо материала, ссылка (либо ссылки) на который размещена на этом сайте, и не хотели бы чтобы данная информация распространялась пользователями без Вашего на то согласия, то мы будем рады оказать Вам содействие, удалив соответствующие ссылки, для этого необходимо.

Ученые создают пространственно-временной кристалл из вращающегося кольца ионов

В прошлом году ученые-физики занимались проработкой идеи о возможности создания так называемых пространственно временных кристаллов, структур, способных двигаться даже после "тепловой смерти" Вселенной. Идею создания таких кристаллов выдвинул в феврале 2012 года Франк Вилкзек (Frank Wilczek), который предположил, что при определенных условиях можно заставить некую физическую повторяющуюся структуру перемещаться бесконечно долго, не расходуя при этом никакой энергии. В июне прошлого года группа исследователей из Беркли предложила реализовать идею Франка Вилкзека в виде постоянно вращающегося кольца, состоящего из заряженных атомов, ионов.

На проблему, скрывающуюся в таком подходе, указал физик Патрик Бруно (Patrick Bruno), который в марте этого года опубликовал в журнале Physical Review Letters, статью, полностью посвященную этому. Он отметил, что для того, чтобы стать действительным пространственно-временным кристаллом, объект должен двигаться, находясь в самом низком из возможных энергетических состояний, стандартное состояние. В системах, описанных Франком Вилкзеком и учеными из Беркли, система находится в возбужденном энергетическом состоянии, которая при некоторых условиях может потерять часть своей энергии и, поэтому, не может считаться пространственно-временным кристаллом.

В ответ на сделанное Патриком Бруно замечание исследователи из Беркли нашли способ преодоления вышеуказанной проблемы. Используя свои последние достижения в области создания низкошумящих ионных ловушек, они собираются создать новую ионную ловушку, в которой можно будет получить действительный пространственно-временной кристалл, характеристики которого удовлетворяют всем требованиям.

В самом ближайшем времени команда из Беркли, возглавляемая Сяном Зангом (Xiang Zhang) и Хартмутом Хэффнером (Hartmut Haffner), попытается создать пространственно-временной кристалл, вводя 100 ионов кальция в ионную ловушку, шириной 100 микронов. Ионы кальция будут удерживаться в ловушке электрическими полями и сформируют невидимое кольцо, которое начнет вращаться под воздействием статического магнитного поля. Согласно первоначальным расчетам, это кольцо ионов должно будет перейти в стандартное энергетическое состояние после принудительного охлаждения атомов лучами лазерного света до температуры около миллионной доли градуса выше абсолютного ноля.

В настоящее время существует несколько разновидностей технологии лазерного охлаждения, но все они работают за счет одного основного принципа. Фотоны лазерного света определенной длины волны попадают в атом и поглощаются им. Полученная атомом энергия заставляет атом излучить новый фотон света, длина волны которого отличается от длины волны поглощенного фотона, а энергия излученного фотона выше, чем энергия поглощенного фотона. Лишняя энергия, требующаяся для работы этого процесса, берется из энергии кинетического движения атома, его тепловой энергии. Таким образом, за несколько таких циклов переизлучения фотонов атом практически перестает двигаться, охладившись до сверхнизкой температуры.

Но раньше сверхнизкотемпературному охлаждению атомов, пойманных в ионную ловушку, мешало тепло, излучаемое электродами, создающими электрические поля ловушки. Проведя исследования, ученые выяснили, что источниками этого тепла являлись атомы некоторых примесей в материале электродов. Избавиться от этого помогла ионная очистка электродов с помощью луча ионов аргона, который является одной из составных частей ловушки. Проведенные позже эксперименты показали, что такая очистка позволила уменьшить в 100 раз тепловые шумы, производимые колебаниями электрического поля в ловушке.

План эксперимента по созданию пространственно-временного кристалла состоит в качественном сверхнизкотемпературном охлаждении области ловушки. По достижению заданной температуры будет включено магнитное поле, которое заставит ионы кальция равномерно двигаться по кругу вокруг одной точки, создавая, таким образом, структуру пространственно-временного кристалла. Чтобы проконтролировать вращение ионов один из сотни ионов время от времени будет переводиться в более высокое энергетическое состояние, в котором можно отследить его движение. И если наблюдения подтвердят равномерное вращение всех ионов, то ученых в руках окажется четырехмерный кристалл, одним из измерений которого будет являться время.

Реализация новых экспериментов учеными Беркли может потребовать значительного времени. Но некоторые ученые-физики, включая и Патрика Бруно, не уверены в успехе этих экспериментов, их основным аргументом является то, что не существует методов определения движения объектов, находящихся в самом низком (стандартном) энергетическом состоянии. Другими словами, даже если станет возможным создание вращающегося в ионной ловушке кольца атомов, то наблюдать за этим движением, не нарушая любой из принципов термодинамики, не предоставляется возможным.

Но, в случае успешного создания пространственно-временного кристалла, человечество может получить в свое распоряжение уникальный квантовый инструмент, на основе которого можно будет создать часы настолько точные, по сравнению с которыми современные атомные часы будут выглядеть детским будильником. Помимо этого, пространственно-временные кристаллы, наверняка найдут применение в качестве вычислительных элементов будущих квантовых компьютеров и других подобных устройств. Так что в любом случае игра стоит свеч.

Внимание!!! Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь, чтобы видеть скрытый текст, добавлять комментарии к новостям и т.д. и т.п., мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

Ученые выяснили, что червоточины в пространстве-времени напрямую связаны с  ... Ученые выяснили, что червоточины в пространстве-времени напрямую связаны с ...
Червоточины в пространственно-временном континууме наверняка хорошо известны нашим читателям по научно-фантастическим произведениям, в которых...
Физики доказали невозможность существования квантовых пространственно-време ... Физики доказали невозможность существования квантовых пространственно-време ...
Возможно ли в действительности существование движущегося физического объекта, имеющего нулевую энергию? С точки зрения здравого смысла такое...
Созданы новые атомные часы, точность которых в 100 раз превышает точность ц ... Созданы новые атомные часы, точность которых в 100 раз превышает точность ц ...
Международная группа исследователей создала новый тип атомных часов, стабильность работы которых составляет 1.6х10^-18. Что означает эта цифра?...
Ученым с помощью лазера удалось заставить левитировать крошечный кристалл а ... Ученым с помощью лазера удалось заставить левитировать крошечный кристалл а ...
Крошечное пятнышко яркого зеленого света, которое можно увидеть на приведенном выше снимке, является частичкой алмазной "пыли", пойманной в...
Ученым удалось остановить свет и удерживать его в течение 60 секунд Ученым удалось остановить свет и удерживать его в течение 60 секунд
Группа исследователей из университета Дармштадта (University of Darmstadt), Германия, преуспела в том, чтобы заставить свет остановиться на...
Первая реализация спинового эффекта Холла является шагом к дальнейшему разв ... Первая реализация спинового эффекта Холла является шагом к дальнейшему разв ...
Ученые-физики впервые в истории науки продемонстрировали новый способ управления вращения атомов, достижение, которое может стать основой для...
Квантовый термометр сможет измерить самую низкую температуру во Вселенной Квантовый термометр сможет измерить самую низкую температуру во Вселенной
Обычные термометры, используемые в быту, годятся для измерения температуры только в весьма ограниченном диапазоне. Но что, если вдруг кому-то...
Разработана компактный метод получения сверхохлажденных атомов для квантовы ... Разработана компактный метод получения сверхохлажденных атомов для квантовы ...
Многие из самых точных измерительных устройств, к примеру, атомные часы, работают за счет перехода атомов определенных веществ из одного...
"Дефектные" алмазы могут стать основой квантового Интернета будущего
Современное оборудование, на котором держатся все Интернет-каналы, основано на базе полупроводниковых кремниевых чипов, но будущая квантовая...
Ученые превратили облако атомов в устройство хранения оптической информации Ученые превратили облако атомов в устройство хранения оптической информации
Ученым из Объединенного института квантовой механики (Joint Quantum Institute, JQI) Национального института стандартов и технологий (National...

Назад
 
  Добавление комментария
Ваше имя:*
E-Mail:*
 
Код:
Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить, если не виден код
Введите код:*
   
Вопрос: Где живут пчёлы ?
Ответ:*

 
 
 
Авторизация
E-mail:
Пароль:
 
 
Последние объявления
24.07.2017
Доска обьявлений (Предложение)

 
Последние комментарии
Автор →
в новости → Wayaland - гopoд плaвaющиx пиpaмид, тoт, чтo нa cтo пpo ...
Автор →
в новости → I.D. R Pikes Peak элeктpичecкий aвтoмoбиль пoкopитeль ...
Автор →
в новости → EOssc2 - максимально приспособленный для современных го ...
Автор →
в новости → Сканер «Заслон» для таможни.
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
Автор →
в новости → Экзоскелет ActiveLink Power Loader Light Ninja для инва ...
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
Автор →
в новости → ИЖ-56(БЕЛКА)
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
Автор →
в новости → Подросток создал экзоперчатку
Автор →
в новости → Генерал-губернатор московский, князь Д.В.Голицын.
 
Кто онлайн
 Всего на сайте: 5
 Гостей: 4
 Пользователи: - отсутствуют
 Роботы: crawl Bot

 
Теги
Google, автомобиль, аппарат, беспилотник, более, большой, будет, впервые, готовится, компании, Компания, Концепт, Космический, который, Марсоход, мире, могут, может, НАСА, Новая, нового, Новый, обнаружили, Первые, первый, позволит, позволяет, помощью, робот, самый, свет, Система, создали, Создан, стать, Телескоп, Технология, Ученые, человек, через

Показать все теги
 

 

 

 

 
Прокрутить вверх